一种制备二甲醚的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备二甲醚的装置，涉及二甲醚生产【技术领域】，所述装置包括：换热器、脱水反应器、冷却器、二甲醚压缩机、冷凝器和甲醇提浓塔，所述换热器连接于所述脱水反应器，所述脱水反应器连接于所述冷却器，所述冷却器连接于所述二甲醚压缩机，所述二甲醚压缩机连接于所述冷凝器，所述甲醇提浓塔分别与所述冷却器、所述二甲醚压缩机和所述脱水反应器连接。本发明提供的装置使二甲醚的制备过程中催化剂的浓度不下降，当其他条件恒定时，二甲醚的制备过程持续和稳定，并且不产生稀硫酸废液。
【专利说明】一种制备二甲醚的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二甲醚生产【技术领域】，特别涉及一种制备二甲醚的装置及方法。
【背景技术】
[0002]二甲醚(DME)的分子式为CH3OCH3，无色无味无毒，具有液化石油气(LPG)相似的物理性质，其十六烷值也较高，因此，二甲醚作为喷雾剂外，还可直接作为液化石油气的替代品以及车用燃料，是一种新型的清洁能源，在国内外都具有良好的应用前景。
[0003]甲醇液相脱水生成二甲醚的合成方法具有反应温度低，转化率高、选择性好等特点，但是传统的甲醇液相脱水合成法，采用浓硫酸作为催化剂，甲醇反应生成的水逐渐降低了催化剂的浓度，从而在反应后期降低了反应速率，使二甲醚的产率下降，而且产生大量难以处理的稀硫酸废液。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是:如何解决现有采用单一浓硫酸作为催化介质制备二甲醚导致的产率随反应的进行逐渐下降并且产生了大量难以处理的稀硫酸废液的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本发明提供了一种制备二甲醚的装置，所述装置包括:换热器、脱水反应器、冷却器、二甲醚压缩机、冷凝器和甲醇提浓塔，所述的换热器连接于所述的脱水反应器，所述脱水反应器连接于所述冷却器，所述冷却器连接于所述二甲醚压缩机，所述二甲醚压缩机连接于所述冷凝器，所述甲醇提浓塔分别与所述的冷却器、所述的二甲醚压缩机和所述的脱水反应器连接。
[0008]其中，所述装置还包括冷产品储罐，所述冷凝器连接于所述产品储罐。
[0009]其中，所述的装置还包括废水处理池，所述的废水处理池连接于所述甲醇提浓塔。
[0010]其中，所述的装置还包括置于所述换热器前端并与所述换热器相连的甲醇储罐
[0011]本发明还提供了一种制备二甲醚的方法，所述方法包括以下步骤:
[0012]A、甲醇在所述换热器中预热达到预设温度；
[0013]B、经过预热的甲醇进入所述脱水反应器，所述脱水反应器中装有浓硫酸和磷酸的混合物，比例为1:1，脱水温度为130-180°c，压力为常压，反应式为:
[0014]2CH30H=H3C0CH3+H20 ；
[0015]C、在所述脱水反应器中加入磷酸，改变脱水反应器中蒸发物料的相对组成，甲醇反应生成的水可有效的从催化剂中脱出；
[0016]D、反应产物自所述脱水反应器进入到所述冷却器，所述冷却器的气相产出物进入到所述二甲醚压缩机，再进入所述冷凝器进行冷凝；
[0017]E、所述冷却器产生的液相产物进入所述甲醇提浓塔，液相产物经所述的甲醇提浓塔精馏分离，塔顶分离出的气相二甲醚输送至所述二甲醚压缩机进行压缩，并冷凝为二甲醚成品，提浓后的甲醇进入到所述的甲醇脱水反应器进行循环利用。
[0018](三)有益效果
[0019]本发明提供的制备二甲醚的装置和方法，使二甲醚的制备过程中催化剂的浓度不下降，其他条件恒定时，二甲醚的制备过程持续和稳定，并且不产生稀硫酸废液。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明一种二甲醚制备装置实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0022]如图1所示，本发明提供了一种制备二甲醚的装置，所述装置包括:换热器2、脱水反应器3、冷却器4、二甲醚压缩机5、冷凝器6和甲醇提浓塔8，所述的换热器2连接于所述的脱水反应器3，所述脱水反应器3连接于所述冷却器4，所述冷却器4连接于所述二甲醚压缩机5，所述二甲醚压缩机5连接于所述冷凝器6，所述甲醇提浓塔8分别与所述的冷却器4、所述的二甲醚压缩机5和所述的脱水反应器3连接。
[0023]为实现产品的储存，优选地，所述装置还包括冷产品储罐7，所述冷凝器6连接于所述广品储te 7。
[0024]为实现环保的需要，优选地，所述的装置还包括废水处理池9，所述的废水处理池9连接于所述甲醇提浓塔8。
[0025]优选地，所述的装置还包括置于所述换热器2前端并与所述换热器2相连的甲醇储罐I。甲醇储罐I的设计有助于反应的进行，在实际生产中，设备稳定、持续高效的运行是非常重要的，甲醇储罐的设计尤其重要。
[0026]实施例1:
[0027]A、甲醇在换热器2中预热达到预设温度；
[0028]B、经过预热的甲醇进入脱水反应器3，脱水反应器3中装有浓硫酸和磷酸的混合物，比例为1:1，脱水温度为130-180°C，压力为常压，反应式为:
[0029]2CH30H=H3C0CH3+H20
[0030]C、在脱水反应器中加入磷酸，改变了脱水反应器中蒸发物料的相对组成，从而达到连续反应、反应产物连续蒸发的目的，而甲醇反应生成的水可有效的从催化剂中脱出，从而保持催化剂浓度的稳定，使得催化剂性能保持恒定，避免了由于单纯使用浓硫酸随着反应的进行，酸浓度的降低使得催化活性下降，并且产生了大量难以处理的稀硫酸。
[0031]实施例2:
[0032]A、甲醇在换热器2中预热达到预设温度；
[0033]B、经过预热的甲醇进入脱水反应器3，脱水反应器3中装有浓硫酸和磷酸的混合物，比例为1:1，脱水温度为130-180°c，压力为常压，反应式为:
[0034]2CH30H=H3C0CH3+H20 ；
[0035]C、在脱水反应器中加入磷酸，改变了脱水反应器中蒸发物料的相对组成，从而达到连续反应、反应产物连续蒸发的目的，而甲醇反应生成的水可有效的从催化剂中脱出，从而保持催化剂浓度的稳定，使得催化剂性能保持恒定，避免了由于单纯使用浓硫酸随着反应的进行，酸浓度的降低使得催化活性下降，并且产生了大量难以处理的稀硫酸；
[0036]D、反应产物自所述脱水反应器3进入到所述冷却器4，所述冷却器4的气相产出物进入到所述二甲醚压缩机5，再进入所述冷凝器6进行冷凝，再进入所述产品储罐7。
[0037]实施例3:
[0038]A、甲醇在换热器2中预热达到预设温度；
[0039]B、经过预热的甲醇进入脱水反应器3，脱水反应器3中装有浓硫酸和磷酸的混合物，比例为1:1，脱水温度为130-180°c，压力为常压，反应式为:
[0040]2CH30H=H3C0CH3+H20
[0041]C、在脱水反应器中加入磷酸，改变了脱水反应器中蒸发物料的相对组成，从而达到连续反应、反应产物连续蒸发的目的，而甲醇反应生成的水可有效的从催化剂中脱出，从而保持催化剂浓度的稳定，使得催化剂性能保持恒定，避免了由于单纯使用浓硫酸随着反应的进行，酸浓度的降低使得催化活性下降，并且产生了大量难以处理的稀硫酸；
[0042]D、反应产物自所述脱水反应器3进入到所述冷却器4，所述冷却器4的气相产出物进入到所述二甲醚压缩机5，再进入所述冷凝器6进行冷凝，再进入所述产品储罐7 ；
[0043]E、所述冷却器4产生的液相产物进入所述甲醇提浓塔8，液相产物经所述的甲醇提浓塔8精馏分离，塔顶分离出的气相二甲醚输送至所述二甲醚压缩机5进行压缩，并冷凝为二甲醚成品，提浓后的甲醇进入到所述的甲醇脱水反应器3进行循环利用，所述甲醇提浓塔8的塔釜所产生的含醇废水排入至所述废水处理池9，进行生化处理后可作为回用水进行循环使用。
`[0044]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种制备二甲醚的装置，其特征在于，所述装置包括:换热器、脱水反应器、冷却器、二甲醚压缩机、冷凝器和甲醇提浓塔，所述的换热器连接于所述的脱水反应器，所述脱水反应器连接于所述冷却器，所述冷却器连接于所述二甲醚压缩机，所述二甲醚压缩机连接于所述冷凝器，所述甲醇提浓塔分别与所述的冷却器、所述的二甲醚压缩机和所述的脱水反应器连接。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括产品储罐，所述冷凝器连接于所述广品储te。
3.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述的装置还包括废水处理池，所述的废水处理池连接于所述甲醇提浓塔。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述的装置还包括置于所述换热器前端并与所述换热器相连的甲醇储罐。
5.一种基于权利要求1所述装置制备二甲醚的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: A、甲醇在所述换热器中预热达到预设温度； B、经过预热的甲醇进入所述脱水反应器，所述脱水反应器中装有浓硫酸和磷酸的混合物，比例为1:1，脱水温度为130-180°C，压力为常压，反应式为:
2CH30H=H3C0CH3+H20 ； C、在所述脱水反应器中加入磷酸，改变脱水反应器中蒸发物料的相对组成，甲醇反应生成的水可有效的从催化剂中脱出； D、反应产物自所述脱水反`应器进入到所述冷却器，所述冷却器的气相产出物进入到所述二甲醚压缩机，再进入所述冷凝器进行冷凝； E、所述冷却器产生的液相产物进入所述甲醇提浓塔，液相产物经所述的甲醇提浓塔精馏分离，塔顶分离出的气相二甲醚输送至所述二甲醚压缩机进行压缩，并冷凝为二甲醚成品，提浓后的甲醇进入到所述的甲醇脱水反应器进行循环利用。
【文档编号】C07C41/09GK103508851SQ201310099946
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】刘文祥 申请人:新能(张家港)能源有限公司